Ultra-High-Resolution Visualization of 3D Scanned Big Data for Assisting Recognition of Large-Scale 3D Structures in the Real World

3D扫描大数据超高分辨率可视化，辅助识别现实世界中的大型3D结构

基本信息

批准号：
21H04903
负责人：
田中覚
金额：
$ 16.31万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

研究実施計画の各項目に関して、特に手法開発とシステム開発において、以下のような成果を上げた。(1) 超高精細可視化：これまでの研究で透視可視化の高精細化のために開発した「ノイズ透明化手法」を、不透明な写実的可視化に発展的に適用するために、「点群ベースデプスピーリング法」を開発した。これにより、点密度が比較的一様な点群データに関しては、写実的可視化においてもノイズを透明化（自動消失）させることに成功した。この研究成果に関して、国際会議論文を準備中である。(2) 立体構造の強調可視化：3次元計測点群データの3次元エッジの強調可視化のため、複数の特徴量を適応的に組み合わせてエッジ部を正確に抽出する方法、主成分分析によってエッジの直線の伸びる方向を抽出してその方向に集中的に点アップサンプリングを行う方法などを開発した。これらの研究成果を国際会議 JSST 2022 (オンライン開催)などで発表した。(3)データ欠損の補完可視化：PU-Net、PU-GAN、3PUなどの点群データを対象とするアップサンプリング手法（深層学習ネットワーク）を調査した。そして、これらの手法に我々のエッジ抽出技術を組み合わせることで、点群データの欠損部分の高精度補完を行える可能性を見出した。(4)超高精細点群VR：インドネシアのユネスコ世界遺産・ボロブドゥール寺院の3次元計測点群データを用いて構築した点群VRシステムを、歩行型デバイスに対応させた。この研究成果を可視化情報学会の全国大会(オンライン開催)で発表した。また、国際会議論文を準備中である。加えて、奈良県のユネスコ世界遺産・玉置神社に関しても、3次元計測データに基づく点群VRシステムのプロトタイプを構築した。

关于研究实施计划中的每个项目，都取得了以下结果，尤其是在方法开发和系统开发方面。（1）超高的定义可视化：为了开发先前研究中开发的“噪声透明度方法”以改善可视化的高清晰度，我们开发了“基于云的深度剥离方法”，以有效地将其应用于不透明的现实可视化。这导致了使点云数据具有相对均匀的点密度的噪声透明（自动消失）的成功，即使在现实的可视化中也相对均匀。目前，关于这项研究结果的国际会议讨论正在准备。（2）强调三维结构：为了增强3D测量点云数据的三维边缘，我们开发了一种通过自适应结合多个特征数量来准确提取边缘零件的方法，以及一种通过主成分分析和焦点在该方向上提取直线边缘线的方向的方法。这些研究结果是在国际JSST 2022（在线举行）的国际会议上提出的。（3）数据丢失的互补可视化：我们研究了一种瞄准点云数据（例如PU-NET，PU-GAN和3PU）的UPS采样方法（深度学习网络）。通过将这些技术与我们的边缘提取技术相结合，我们发现了实现点云数据缺失部分的高精度完成的可能性。（4）超高的定义点云VR：使用3D测量点云数据构建的点云VR系统，来自印度尼西亚的联合国教科文组织世界遗产的Borobudur Temple，现在与步行设备兼容。这项研究发现是在可视化与信息技术协会全国会议上提出的（在线举行）。此外，目前正在准备国际会议的讨论文件。此外，我们还基于塔玛基神社（Tamaki Shrine）的3D测量数据构建了点云VR系统的原型，塔玛基神社（Tamaki Shrine）是奈良县的联合国教科文组织世界遗产。